JPH046967A - Solid-state image pickup element - Google Patents

Solid-state image pickup element

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JPH046967A
JPH046967A JP2108073A JP10807390A JPH046967A JP H046967 A JPH046967 A JP H046967A JP 2108073 A JP2108073 A JP 2108073A JP 10807390 A JP10807390 A JP 10807390A JP H046967 A JPH046967 A JP H046967A
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JP
Japan
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signal line
signal
vertical
line
read
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Application number
JP2108073A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Hamazaki
浜崎 正治
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH046967A publication Critical patent/JPH046967A/en
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain read at fast speed with high S/N, to improve the sensitivity and to reduce smear by setting a signal line subjected to be read to an initial level in advance before the read. CONSTITUTION:A photodetector D, a signal charge amplifier means Ta and a signal charge reset means TR are provided to each picture element 1 and picture elements are arranged in a matrix. A signal line 1. is set to an initial level in advance before a signal is read from the signal line lS. Since no level fluctuation on the signal line lS. due to charge storage thereon and on a video line VL due to invasion of an undesired light is caused, it is not required to make the level constant at the output side. As a result, a margin is caused in the frequency characteristic of the output side with respect to the capacitance of the signal line lS and the readout at a fast speed with high S/N is attained. Since high speed readout is attained, a margin is provided to the allowable range in the wiring resistance of the signal line lS and the sensitivity is improved and smear is reduced by making the size of the signal line lS thin and increasing the aperture rate of the picture element.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の画素がマトリクス状に配列されてなる
固体撮像素子に関し、特に各画素内において光信号電荷
が増幅される内部増幅型の固体撮像素子に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a solid-state image sensor in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and in particular to an internal amplification type image sensor in which optical signal charges are amplified within each pixel. Related to solid-state imaging devices.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、受光素子とその受光素子からの信号電荷を増
幅する増幅手段とその信号電荷をリセットするリセット
手段を各画素に有し、これら画素がマトリクス状に配列
されてなる固体撮像素子において、読出し動作を行なう
信号線に対し、その読出し動作の前に予め該信号線を初
期レベルに設定するように構成することにより、高速で
高S/Nの読出しを可能にすると共に、感度の向上並び
にスミアの低減化をも図れるようにしたものである。
The present invention provides a solid-state imaging device in which each pixel has a light receiving element, an amplification means for amplifying a signal charge from the light receiving element, and a reset means for resetting the signal charge, and these pixels are arranged in a matrix. By configuring the signal line for a read operation to be set to an initial level in advance before the read operation, it is possible to read out at high speed and with a high S/N ratio, and also to improve sensitivity and improve sensitivity. It is also possible to reduce smear.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

撮像素子の高解像度化に伴い、各画素毎に増幅機能を有
した内部増幅型の固体撮像素子の研究が行われており、
このような技術については、例えば「増幅型面体撮像素
子AM I  (Ampli4ied MO3Inte
lligent Imager) J、゛テレビジョン
学会詰”1075〜1082頁、Vol 41. l’
hll、1987年にその記載がある。
As the resolution of image sensors increases, research is being conducted on internal amplification type solid-state image sensors that have an amplification function for each pixel.
Regarding such technology, for example, "Amplified face-shaped image sensor AM I (Ampli4ied MO3Inte
lligent Imager) J, ``Television Society Journal'' pp. 1075-1082, Vol 41. l'
hll, 1987.

ここで、簡単な増幅型固体逼像素子の一例(所謂AMI
)について説明すると、その素子の回路構成は、XYア
ドレス方式とされ、素子は第2図に一部省略して示すよ
うに7トリクス状に配列された画素を有し、その各画素
は受光素子(11)、垂直スイッチングトランジスタ(
12)、増幅用トランジスタ(13)及びリセット用の
りセントトランジスタ(14)より構成されている。こ
のマトリクス状に配列された画素からなるイメージ部の
周囲には、垂直走査のための第1垂直走査回路(15)
と、リセット用の第2垂直走査回路(1G)と、水平走
査のための水平走査回路(17)が設けられている。水
平走査回路(17)は水平スイッチングトランジスタ(
18)のオン・オフを制御する回路であり、その水平ス
イッチングトランジスタ(18)は、ビデオラインSと
各垂直信号線(l、)の接続を制御するように設けられ
ている。第1垂直走査回路(15)、第2垂直走査回路
(16)は、それぞれ各行の垂直スイッチングトランジ
スタ(12)、リセットトランジスタ(14)を制御し
、それぞれ各行の画素で共通の制御が行われる。
Here, an example of a simple amplification type solid-state imaging element (so-called AMI
), the circuit configuration of the device is an XY address system, and the device has pixels arranged in a 7-trix pattern, as partially omitted in Figure 2, and each pixel is a light-receiving element. (11), vertical switching transistor (
12), an amplification transistor (13), and a reset transistor (14). A first vertical scanning circuit (15) for vertical scanning is installed around the image area consisting of pixels arranged in a matrix.
A second vertical scanning circuit (1G) for resetting, and a horizontal scanning circuit (17) for horizontal scanning are provided. The horizontal scanning circuit (17) includes a horizontal switching transistor (
18), and its horizontal switching transistor (18) is provided to control the connection between the video line S and each vertical signal line (l,). The first vertical scanning circuit (15) and the second vertical scanning circuit (16) respectively control the vertical switching transistor (12) and the reset transistor (14) of each row, and common control is performed for the pixels of each row.

第3図は、この素子の読み出しの際の波形図であり、第
1垂直走査回路(15)によって成る行が選択されてい
るものとすると、水平走査回路(17)からの信号ΦH
に応して、水平スインチングトランジスタ(18)がオ
ン・オフし、順に信号ΦSが各ビデオラインSに現れる
FIG. 3 is a waveform diagram when reading this element. Assuming that the row formed by the first vertical scanning circuit (15) is selected, the signal ΦH from the horizontal scanning circuit (17)
Accordingly, the horizontal switching transistor (18) is turned on and off, and a signal ΦS appears on each video line S in turn.

〔発明が解決しようとする課題] ところで、水平走査回路(I7)からの選択により、各
画素の情報をビデオラインSに供給する垂直信号線(l
、)は、水平走査回路(17)により選択される時以外
は全てオープン、即ち入射光が照射されるようになされ
ている。従って、HDVS (高精細度撮像袋W)に対
応させるために感度を上げる場合、垂直信号線(l、)
を細く形成して画素の開口率を上げる必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, by selection from the horizontal scanning circuit (I7), the vertical signal line (l) that supplies information of each pixel to the video line S
, ) are all open, ie, irradiated with incident light, except when selected by the horizontal scanning circuit (17). Therefore, when increasing the sensitivity to support HDVS (high-definition imaging bag W), the vertical signal line (l,)
It is necessary to increase the aperture ratio of the pixel by forming it thinly.

しかしながら、従来の固体撮像素子においては、垂直信
号線(l、)を細くすると、垂直信号線(!、)の容量
Cと配線抵抗Rによる時定数RCが大きくなって応答速
度(読出し速度)が遅くなるという不都合があり、HD
VSに対応させることができない場合が生じる。このよ
うに、従来の場合、垂直信号m(ls)を細くして画素
の開口率を上げるには限界があり、高速で高S/Nによ
る読出し及び感度の向上を図ることは不可能であった。
However, in conventional solid-state imaging devices, when the vertical signal line (l,) is thinned, the time constant RC due to the capacitance C of the vertical signal line (!,) and the wiring resistance R increases, and the response speed (readout speed) decreases. HD has the inconvenience of being slow.
There may be cases where it cannot be made compatible with VS. As described above, in the conventional case, there is a limit to increasing the aperture ratio of a pixel by narrowing the vertical signal m (ls), and it is impossible to achieve readout with high speed and high S/N and improve sensitivity. Ta.

また、上記のように、垂直信号線(!、)がオープンに
なっていることから、スミアの発生も問題となる。この
ような不都合は、上記)IDVSのほか、NTSC方弐
の衝突度撮影用カメラでも生しる。
Furthermore, as mentioned above, since the vertical signal lines (!,) are open, smear generation also becomes a problem. This kind of inconvenience occurs not only with the above-mentioned IDVS but also with the NTSC camera for photographing the degree of collision.

本発明は、このような点に鑑み成されたもので、その目
的とするところは、高速で高S/Nの読出しが可能で、
感度の向上並びにスミアの低減化をも図ることができる
固体撮像素子を提供することにある。
The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to enable high-speed and high S/N readout,
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that can improve sensitivity and reduce smear.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、受光素子(D)とその受光素子(I))から
の信号電荷を増幅する増幅手段(T、)とその信号電荷
をリセットするリセット手段(”r* )を各画素(1
)に有し、これら画素(1)がマトリクス状に配列され
てなる固体撮像素子(A)において、読出し動作を行な
う信号41(I!iに対し、その読出し動作の前に予め
該信号線(l、)を初期レベルに設定するように構成す
る。
In the present invention, each pixel (1
) and in which these pixels (1) are arranged in a matrix, a signal 41 (I!i) for performing a readout operation is connected in advance to the signal line ( l,) is configured to set it to an initial level.

〔作 用〕[For production]

上述の本発明の構成によれば、信号線(l、)から信号
を読出す前に予め信号1(7!s、)を初期レベルに設
定するようにしたので、出力側において初期設定を行な
う必要がなくなる。即ち、光の混入等による信号線(r
、)での電荷の蓄積に伴なう信号線(I!、S )及び
ビデオラインVLの電位の変動を引き起すことがないた
め、出力側において一定電位に安定させる必要がなくな
る。その結果、信号線(l、)の容量に対し、出力側の
周波数特性に余裕ができ、高速で高S/Nの読出しが可
能となる。また、高速読出しが可能になることから、信
号線(!、)における配線抵抗の許容範囲にも余裕がで
き、信号線(1,)を細く形成して画素(1)の開口率
を上げ、感度を向上させることが可能となる。また、信
号線(l、)を初期レベルに設定するため、光の混入等
によって信号線(1,)に蓄積された電荷を掃き出すこ
とができ、信号線(1,)の蓄積電荷によるスミアの発
生を低減化させることができる。
According to the configuration of the present invention described above, since the signal 1 (7!s,) is set to the initial level in advance before reading the signal from the signal line (l,), the initial setting is performed on the output side. There will be no need. In other words, the signal line (r
, ) does not cause fluctuations in the potentials of the signal lines (I!, S 2 ) and the video line VL due to the accumulation of charges on the output side, so there is no need to stabilize the potentials at a constant level on the output side. As a result, there is a margin in the frequency characteristics on the output side with respect to the capacitance of the signal line (l,), and high-speed and high S/N readout becomes possible. In addition, since high-speed readout becomes possible, there is a margin in the tolerance range of wiring resistance in the signal line (!,), and the aperture ratio of the pixel (1) is increased by forming the signal line (1,) thinner. It becomes possible to improve sensitivity. In addition, since the signal line (l,) is set to the initial level, it is possible to sweep out the charge accumulated on the signal line (1,) due to the intrusion of light, etc., and eliminate the smear caused by the accumulated charge on the signal line (1,). The occurrence can be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図を参照しながら本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to FIG.

第1図は、本実施例に係る固体撮像素子、特に画素の構
造がフォトダイオードで発生した光信号電荷に基づく電
位をMOSFET (MO5型電界効果トランジスタ)
のゲートに印加して電流増幅を行なうタイプの増幅型固
体撮像素子(A)を示す回路図である。この固体撮像素
子(A)は、水平走査回路からの1つの選択で2画素分
の信号をパラレルに出力して水平走査周波数を低減する
ようにしたものである。
FIG. 1 shows that the solid-state image sensor according to this embodiment, in particular, the pixel structure has a MOSFET (MO5 type field effect transistor) that converts the potential based on the optical signal charge generated in the photodiode.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an amplification type solid-state image sensor (A) of a type in which current is amplified by applying current to the gate of the image sensor (A). This solid-state image sensor (A) is configured to output signals for two pixels in parallel by one selection from the horizontal scanning circuit, thereby reducing the horizontal scanning frequency.

この固体撮像素子(A)の各画素(1)は、フォトダイ
オード(D)と、夫々MO5FETで構成された増幅用
トランジスタ(T、)、垂直スイッチングトランジスタ
(T、 )及びリセット用トランジスタ(T、)とを有
して成り、これら画素(1)がマトリクス状に配列され
て固体撮像素子(A)のイメージ部(2)を構成する。
Each pixel (1) of this solid-state image sensor (A) includes a photodiode (D), an amplification transistor (T, ) each composed of an MO5FET, a vertical switching transistor (T, ), and a reset transistor (T, ), and these pixels (1) are arranged in a matrix to form an image section (2) of the solid-state image sensor (A).

また、このイメージ部(2)の周辺には、垂直走査のた
めの第1垂直走査回路(3a)と、リセット用の第2垂
直走査回路(3b)と、水平走査のための水平走査回路
(4)が設けられている。
Also, around this image part (2), there are a first vertical scanning circuit (3a) for vertical scanning, a second vertical scanning circuit (3b) for resetting, and a horizontal scanning circuit (3b) for horizontal scanning. 4) is provided.

しかして、本例においては、2本のビデオラインVL、
及びVL、を配置する。そして、2本の垂直信号線(1
sl)及び(f!、SZ)を1組とし、各組の各垂直信
号線(I!、il)及び(psi)が夫々2つの水平ス
イッチングトランジスタ(T、、)及び(T x□)を
介して対応するビデオラインVL、及びVL、に接続さ
れるようになす。また、各組における水平スイッチング
トランジスタ(TXI)及び(”rxz)の各ゲートを
第1のゲート線(ffi*+)で接続し、水平走査回路
(4)から列方向に並ぶ各組選択線<ex >をそれぞ
れ各組の第1のゲート線(f*+)に接続する。このよ
うに構成することにより、水平走査回路(4)からの1
つの組選択信号ΦHで同時に2つの水平スインチングト
ランジスタ(Tx+)及び(Txz)を制御するように
なす。
Therefore, in this example, two video lines VL,
and VL. Then, two vertical signal lines (1
sl) and (f!, SZ) are one set, and each vertical signal line (I!, il) and (psi) of each set connects two horizontal switching transistors (T, ) and (T x □), respectively. The video lines VL and VL are connected to the corresponding video lines VL and VL through the video lines VL and VL. In addition, each gate of the horizontal switching transistor (TXI) and ("rxz) in each group is connected by a first gate line (ffi*+), and each group selection line < ex > are connected to the first gate line (f*+) of each set.By configuring in this way, the 1
The two horizontal switching transistors (Tx+) and (Txz) are controlled simultaneously by one group selection signal ΦH.

また、第1垂直走査回路(3a)及び第2垂直走査回路
(3b)は、夫々各行の垂直スイッチングトランジスタ
(T、)及びリセット用トランジスタ(T8)を制御す
る。そして、第1垂直走査回路(3a)からの行選択信
号Φ■によって例えばn行が選択されているものとする
と、水平走査回路(4)からの組選択信号ΦHに応じて
、水平スイッチングトランジスタ(TXI)及び(TI
I2)が同時にオン・オフし、それに応じて図示の例で
は、例えば0行m組における2つの画素(1)の出力電
流が夫々ビデオラインVL、及びV L zに現われる
ようになされる。尚、各ビデオラインVL、及びVL、
の後端部には、夫々増幅器(5a)及び(5b)が接続
される。
Further, the first vertical scanning circuit (3a) and the second vertical scanning circuit (3b) respectively control the vertical switching transistor (T) and the reset transistor (T8) in each row. If, for example, n rows are selected by the row selection signal Φ■ from the first vertical scanning circuit (3a), then the horizontal switching transistor ( TXI) and (TI
I2) are turned on and off at the same time, and accordingly, in the illustrated example, the output currents of the two pixels (1) in, for example, row 0 and group m are made to appear on video lines VL and V L z, respectively. In addition, each video line VL, and VL,
Amplifiers (5a) and (5b) are connected to the rear ends of the amplifiers (5a) and (5b), respectively.

次に、各画素(1)の構成を説明すると、各画素(1)
におけるフォトダイオード(D)の一端子は、増幅用ト
ランジスタ(T、)のゲートに接続され、フォトダイオ
ード(D)で発生した光信号電荷に基づく電位が増幅用
トランジスタ(T、)のゲートに印加されるようになさ
れている。また、増幅用トランジスタ(T、)には、直
列に垂直スイッチングトランジスタ(T、)が接続され
ると共に、垂直スイッチングトランジスタ(Ty)のゲ
ートには、第1垂直走査回路(3a)からの行選択線(
lア)が接続され、更にこの垂直スイッチングトランジ
スタ(T、)のドレインには水平スイッチングトランジ
スタ、例えば(TX、)からの垂直信号線(ZS+)が
接続される。また、フォトダイオード(D)の一端子に
は、上記増幅用トランジスタ(T、)のほか、リセット
用トランジスタ(T、)にも接続されており、このリセ
ット用トランジスタ(T+t )のゲートには、第2垂
直走査回路(3b)からのリセット線(2m )が接続
される。
Next, to explain the configuration of each pixel (1), each pixel (1)
One terminal of the photodiode (D) is connected to the gate of the amplification transistor (T,), and a potential based on the optical signal charge generated in the photodiode (D) is applied to the gate of the amplification transistor (T,). It is made to be done. Further, a vertical switching transistor (T, ) is connected in series to the amplifying transistor (T, ), and the gate of the vertical switching transistor (Ty) is connected to a row selection signal from the first vertical scanning circuit (3a). line(
A vertical signal line (ZS+) from a horizontal switching transistor, for example (TX,), is connected to the drain of this vertical switching transistor (T,). In addition, one terminal of the photodiode (D) is connected to the amplification transistor (T, ) as well as a reset transistor (T, ), and the gate of this reset transistor (T+t) is connected to the A reset line (2m) from the second vertical scanning circuit (3b) is connected.

そして、増幅用トランジスタ(T1)及びリセット用ト
ランジスタ(TR)の各ドレインには全画素共通の電源
電圧Vddが印加される。
A power supply voltage Vdd common to all pixels is applied to each drain of the amplification transistor (T1) and the reset transistor (TR).

更に、本例では、定電圧源(6)により各増幅器(5a
)及び(5b)の入力電位と同じ電位に固定されたバイ
パス線(!、)を水平方向に配線し、このバイパス線(
zm )と各組の各垂直信号線(i、□)及び(fsz
)とを夫々2つのバイパススイッチングトランジスタ(
T□)及び(T * z )を介して接続すると共に、
各バイパススイッチングトランジスタ(TI、)及び(
T□)の各ゲートを第2のゲート線C1,□)で接続し
、水平走査回路(4)からの組選択線(42K )を夫
々各組の第2のゲート線(p、、z)に接続する。図示
の例では、例えばm&u目の選択線(1,)がmMに関
する第1のゲート線B、+)とm+1組に間する第2の
ゲート線(I!、、2)に接続される。従って、例えば
m組を選択した場合、m組目の各水平スイッチングトラ
ンジスタ(TXl)及び(T !−がオンすると共に、
m+1m目の各バイパススイッチングトランジスタ(T
1)及び(To)がオンし、m+1&Ilの各垂直信号
線(lsl)及び(J!sz)の電位は、増幅器(5a
)及び(5b)の入力電位(初期レベル)に固定される
Furthermore, in this example, each amplifier (5a
) and (5b), a bypass line (!,) fixed to the same potential as the input potential is wired in the horizontal direction, and this bypass line (
zm ) and each set of vertical signal lines (i, □) and (fsz
) and two bypass switching transistors (
T□) and (T*z), and
Each bypass switching transistor (TI, ) and (
Each gate of T□) is connected with a second gate line C1, □), and the set selection line (42K) from the horizontal scanning circuit (4) is connected to the second gate line (p, z) of each set. Connect to. In the illustrated example, for example, the m&u-th selection line (1,) is connected to the first gate line B, +) related to mM and the second gate line (I!, , 2) between the m+1 set. Therefore, for example, if m sets are selected, each of the m-th horizontal switching transistors (TXl) and (T!- are turned on, and
Each m+1m bypass switching transistor (T
1) and (To) are turned on, and the potential of each vertical signal line (lsl) and (J!sz) of m+1 & Il is
) and (5b) are fixed at the input potentials (initial levels).

次に、本例に係る固体撮像素子(A)の動作を説明する
Next, the operation of the solid-state image sensor (A) according to this example will be explained.

まず、初期状態において、各画素(1)のフォトダイオ
ード(D)は、リセット用トランジスタ(Tll)を介
して初期値νddがセットされている。続く受光期間に
おいて、第1垂直走査回路(3a)からの行選択信号Φ
■で例えばn行が選択され、更に水平走査回路(4)か
らの組選択信号ΦHで例えばmlが選択されると、n行
の各画素(1)における垂直スイッチングトランジスタ
(T、)がオンし、m組の2つの水平スイッチングトラ
ンジスタ(Txl)及び(TR2)がオンする。これら
トランジスタのオンにより、n行の各画素(1)のうち
、水平のm&tlに対応する2つの画素(1)からの各
出力電流が夫々2本の垂直信号線(j!S、)及び(4
1!sz)を介して対応する2本のビデオラインVL、
及びV L Zに夫々供給される。ビデオラインVL、
及びV L tに供給された各出力電流は、対応する増
幅器(5a)及び(5b)を介して夫々出力信号S、及
びS2としてパラレルに出力される。その後、これらの
出力信号S1及びS2を例えばマルチプレクサ(図示せ
ず)にてシリアル変換(順序を補正)したのち、後段の
信号処理系に供給する。このm組の選択時、m+1&g
の各バイパススイッチングトランジスタ1丁、)及び(
”r m z )もオンするため、m+1組の各垂直信
号m(lsl)及び(/!sz)が増幅器(5a)及び
(5b)の各入力電位に固定されると共に、受光期間、
光の混入等によって垂直信号線(lsl)及び(1−5
2)に蓄積されていた電荷が掃き出される。
First, in an initial state, the photodiode (D) of each pixel (1) is set to an initial value νdd via a reset transistor (Tll). In the subsequent light reception period, the row selection signal Φ from the first vertical scanning circuit (3a)
When, for example, n rows are selected in (2) and further, for example, ml is selected by the group selection signal ΦH from the horizontal scanning circuit (4), the vertical switching transistor (T, ) in each pixel (1) in the n rows is turned on. , m sets of two horizontal switching transistors (Txl) and (TR2) are turned on. By turning on these transistors, each output current from two pixels (1) corresponding to horizontal m&tl among each pixel (1) in n rows is transferred to two vertical signal lines (j!S, ) and ( 4
1! sz) corresponding two video lines VL,
and V L Z respectively. video line VL,
and V L t are outputted in parallel as output signals S and S2, respectively, via corresponding amplifiers (5a) and (5b). Thereafter, these output signals S1 and S2 are serially converted (order corrected) using, for example, a multiplexer (not shown), and then supplied to a subsequent signal processing system. When selecting this m set, m+1&g
One bypass switching transistor each of ) and (
``r m z ) is also turned on, the m+1 sets of vertical signals m(lsl) and (/!sz) are fixed to each input potential of the amplifiers (5a) and (5b), and during the light reception period,
Vertical signal lines (lsl) and (1-5
2) The charges accumulated in 2) are swept out.

次に、水平走査回路(4)にて次の組、即ちm+1組を
選択すると、今度は、n行の各画素(])のうち、水平
のm+1#Jlに対応する2つの画素(1)がらの各出
力電流が夫々対応するビデオラインVL、及びVL、に
供給され、各増幅器(5a)及び(5b)より夫々出力
信号Sl及びS2として取出される。このとき、m+2
組の各垂直信号線(lsl)及び(、is□)が増幅器
(5a)及び(5b)の入力電位に固定される。そして
、順次、水平走査回路(4)にて全ての組を選択して1
つの行(n行)の全画素(1)における出力信号S1及
びs2を取出すと、第1垂直走査回路(3a)にて次の
行、即ちn+1行を選択すると共に、第2垂直走査回路
(3b)にて今続出した行(n行)の各画素(1)に対
しりセントを行なう。
Next, when the next set, that is, the m+1 set, is selected in the horizontal scanning circuit (4), two pixels (1) corresponding to the horizontal m+1#Jl out of each pixel (]) in the n rows are selected. The respective output currents are supplied to corresponding video lines VL and VL, respectively, and taken out as output signals Sl and S2 from respective amplifiers (5a) and (5b), respectively. At this time, m+2
Each vertical signal line (lsl) and (is□) of the set is fixed to the input potential of the amplifiers (5a) and (5b). Then, sequentially, all the sets are selected by the horizontal scanning circuit (4) and 1
When output signals S1 and s2 from all pixels (1) in one row (n row) are extracted, the first vertical scanning circuit (3a) selects the next row, that is, the n+1 row, and the second vertical scanning circuit ( In step 3b), cent is performed for each pixel (1) of the row (n row) that has just been successively produced.

即ち、リセット線(1m )からリセット信号φRによ
って、その行の各画素(1)におけるリセット用トラン
ジスタ(TR)のゲートがオンし、それによりフォトダ
イオード(D)が初期値Vddにリセットされる。もち
ろん、読出す行の選択とリセットする行の選択は、夫々
第1垂直走査回路(3a)と第2垂直走査回路(3b)
で行なうため、今続出した打板外の行をリセットしても
よく、リセットする行は、読出す行とは独立に選択する
ことができる。
That is, the reset signal φR from the reset line (1m) turns on the gate of the reset transistor (TR) in each pixel (1) in that row, thereby resetting the photodiode (D) to the initial value Vdd. Of course, the selection of the row to be read and the selection of the row to be reset are performed by the first vertical scanning circuit (3a) and the second vertical scanning circuit (3b), respectively.
Therefore, the lines outside the hitting plate that have just been successively appeared may be reset, and the line to be reset can be selected independently of the line to be read.

そして、この一連の動作を順次繰返してイメージ部(2
)で撮像した映像情報を順次、後段の信号処理系に供給
する。
Then, by repeating this series of operations sequentially, the image part (2
) is sequentially supplied to the subsequent signal processing system.

上記例は、第1垂直走査回路(3a)にて1行ずつ選択
して読出すフレーム続出しの例を示したが、その他、第
1垂直走査回路(3a)にて同時に2行ずつ、例えばn
行とn+1行を同時に選択して読出すようにしてもよい
。この場合、n行とn+1行の2画素分の出力電流が1
つの垂直信号線(fflsl)又は(42sz)に流れ
るため、フレーム読出しの場合よりも感度が2倍になる
。また、この2行同時読出しくフィールド読出し)では
、4画素分を同時に読出すことができ、フィールド続出
しに関する水平走査周波数を2に低減させることができ
る。
In the above example, the first vertical scanning circuit (3a) selects and reads frames one row at a time, but in other cases, the first vertical scanning circuit (3a) simultaneously selects and reads two rows at a time, for example. n
Rows and (n+1) rows may be selected and read at the same time. In this case, the output current for two pixels in rows n and n+1 is 1
Since the signal flows through two vertical signal lines (fflsl) or (42sz), the sensitivity is twice as high as in the case of frame readout. Further, in this two-row simultaneous readout (field readout), four pixels can be read out at the same time, and the horizontal scanning frequency for continuous field readout can be reduced to two.

従って、高精細度の撮像装置()10νS)のような水
平走査周波数の高いものに有効となる。
Therefore, it is effective for devices with a high horizontal scanning frequency, such as high-definition imaging devices (10 νS).

上述の如く、本例によれば、垂直信号線(I!、sl)
及び(ZSZ)から信号を読出す前に予め垂直信号M(
Ns+)及び(j2sz)を増幅器(5a)及び(5b
)の入力電位に固定、即ち初期レベルに設定するように
したので、光の混入等による垂直信号線(j!S1)及
び(lsz)での電荷の蓄積に伴なう垂直信号線(lS
+)及び(j!sz)並びにビデオラインVL及びVL
2の電位の変動は発生しなくなる。その結果、増幅器(
5a)及び(5b)の入力点において一定電位に安定さ
せる必要がなくなり、垂直信号線(ZS+)及び(f!
sz)の容量に対し、出力側の周波数特性に余裕ができ
、高速で高S/Nの読出しが可能となる。また、高速読
出しが可能になることから、垂直信号H(42s+) 
及ヒ(Lz) ニオケる配線抵抗の許容範囲にも余裕が
でき、垂直信号線(ps+)及び(ZSZ)を細く形成
して画素(1)の開口率を上げ、感度を向上させること
ができる。
As mentioned above, according to this example, the vertical signal line (I!, sl)
and (ZSZ), the vertical signal M(
Ns+) and (j2sz) are connected to amplifiers (5a) and (5b
) is fixed at the input potential, that is, set to the initial level, so that the vertical signal line (lS
+) and (j!sz) and video lines VL and VL
The second potential fluctuation no longer occurs. As a result, the amplifier (
It is no longer necessary to stabilize the potential at a constant potential at the input points of 5a) and (5b), and the vertical signal lines (ZS+) and (f!
With respect to the capacity of sz), there is a margin in the frequency characteristics on the output side, and high-speed and high S/N reading is possible. In addition, since high-speed reading is possible, vertical signal H (42s+)
(Lz) There is more room in the tolerance range for the ridiculous wiring resistance, and by forming the vertical signal lines (ps+) and (ZSZ) thinner, it is possible to increase the aperture ratio of the pixel (1) and improve the sensitivity. .

また、垂直信号線(es+)及び(fsz)を上述の如
く初期レベル設定するため、光の混入等によって垂直信
号線(t!s+)及び(132)に蓄積された電荷を掃
き出すことができ、垂直信号線(ZS+)及び(l s
z)の蓄積電荷によるスミアの発生を低減化させること
ができる。
In addition, since the initial levels of the vertical signal lines (es+) and (fsz) are set as described above, charges accumulated in the vertical signal lines (t!s+) and (132) due to light intrusion can be swept out. Vertical signal line (ZS+) and (l s
It is possible to reduce the occurrence of smear due to the accumulated charge of z).

また、本例においては、イメージ部(2)の周辺に2つ
の垂直走査回路(3a)及び(3b)を配し、そのうち
第2垂直走査回路(3b)で各画素(1)のりセント用
トランジスタ(T、)を行単位で独立に制御するように
したので、読出しとリセットを夫々独立に行なうことが
できる。従って、フレーム読出しのほか、フィールド読
出しが可能となり、また、水平走査周波数も低減できる
ことから、感度の向上を図ることができると共に、高精
細度の撮像装置への適用の際、水平走査周波数の取扱い
に関し、回路上余裕を持たせることが可能になる。また
、電子シャッターの機能をも持たせることが可能になる
In addition, in this example, two vertical scanning circuits (3a) and (3b) are arranged around the image section (2), and the second vertical scanning circuit (3b) is used to connect a transistor for each pixel (1). Since (T, ) is controlled independently on a row-by-row basis, reading and resetting can be performed independently. Therefore, in addition to frame readout, field readout is possible, and since the horizontal scanning frequency can also be reduced, sensitivity can be improved, and when applied to high-definition imaging devices, the handling of the horizontal scanning frequency can be improved. Regarding this, it becomes possible to provide a margin in the circuit. It also becomes possible to provide the function of an electronic shutter.

(T m 、)及び(Tllりはバイパススイッチング
トランジスタである。
(T m , ) and (Tll) are bypass switching transistors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係る固体撮像素子によれば、高速で高S/Nの
続出しが可能になると共に、感度の向上並びにスミアの
低減化を図ることができる。
According to the solid-state imaging device according to the present invention, high S/N ratio can be continuously output at high speed, and sensitivity can be improved and smear can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本実施例に係る固体撮像素子を示す回路図、第
2図は従来例に係る固体撮像素子を示す回路図、第3図
はその動作を示す波形間である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a solid-state image sensor according to this embodiment, FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional solid-state image sensor, and FIG. 3 is a waveform diagram showing its operation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  受光素子とその受光素子からの信号電荷を増幅する増
幅手段とその信号電荷をリセットするリセット手段を各
画素に有し、これら画素がマトリクス状に配列されてな
る固体撮像素子において、読出し動作を行なう信号線に
対し、その読出し動作の前に予め該信号線を初期レベル
に設定して成る固体撮像素子。
A readout operation is performed in a solid-state imaging device in which each pixel has a light-receiving element, an amplification means for amplifying a signal charge from the light-receiving element, and a reset means for resetting the signal charge, and these pixels are arranged in a matrix. A solid-state imaging device in which a signal line is set to an initial level in advance before a read operation thereof.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004349715A (en) * 2004-06-21 2004-12-09 Sony Corp Image sensor

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